专项突破练(三)

专项突破练(三) 加试题中常考的化工流程

1.铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请回答下列问题：

(1)工业上采用电解氧化铝-冰晶石(Na3AlF6)熔融体的方法冶炼得到金属铝：2Al2O3=====4Al冰晶石＋3O2↑

加入冰晶石的作用：_____________________________________________________________。

(2)上述工艺所得铝材中往往含有少量Fe和Si等杂质，可用电解方法进一步提纯，该电解池中阳极的电极反应式为________________________，下列可作阴极材料的是________(填字母)。

A.铝材

C.铅板 B.石墨 D.纯铝 通电

(3)阳极氧化能使金属表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液，铝阳极发生的电极反应式为________________________________________________________________________。

(4)在铝阳极氧化过程中，需要不断地调整电压，理由是

________________________________________________________________________。

(5)下列说法正确的是________(填字母)。

A.阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术

B.铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能

C.铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性，但耐磨性下降

D.铝的阳极氧化膜富有多孔性，具有很强的吸附性能，能吸附染料而呈各种颜色 答案 (1)降低Al2O3的熔点

(2)Al－3e===Al3 D －＋

(3)2Al－6e＋3H2O===Al2O3＋6H

(4)铝阳极表面不断生成氧化物，电阻增大，为了保持稳定的电流，需要不断增大电压

(5)BD

2.(2016·湖州高二期中)氨是一种重要的化工原料。

(1)工业合成氨的反应原理可表示为

N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。 催化剂高温、高压－＋

①合成氨的原料N2不能用空气代替，而必须用纯N2，这是因为

____________________________________________________________________， 用物理方法制备合成氨所需要的氮气的方法是

________________________________________________________________________。 ②原料气氢气可来源于碳氢化合物，请写出一个用CH4和水蒸气反应制备氢气的化学方程式：________________________________________________________________________。

(2)除催化剂外，工业合成氨与工业生产硫酸所需要的条件不同的是

________________________________________________________________________。

(3)用氨气制取NH4NO3时NH3的用途有两种，制HNO3时消耗NH3的量大于其与HNO3反应(生成NH4NO3时)的量的原因是

________________________________________________________________________。 答案 (1)①空气中的O2与H2混合加热时会发生爆炸 将空气液化后蒸发分离出氧气从而得到氮气

②CH4＋H2O(g)=====CO＋3H2或CH4＋2H2O(g)=====CO2＋4H2(写出其中任何一个即可) △△

(2)压强(或合成氨采用高压而生产硫酸采用常压)

(3)NH3转化为HNO3的过程中发生了反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，且各步反应均有损失

3.以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸的简单流程图如下：

催化剂催化剂

请回答下列问题：

(1)设备A中发生反应的化学方程式是

________________________________________________________________________。

(2)装置B中炉气精制的作用是将含SO2、O2等的炉气________及干燥，如果炉气不经过精制，对SO2催化氧化的影响是

________________________________________________________________________。

(3)设备C中发生的主要反应的化学方程式是

________________________________________________________________________， 装置中采用的两种工艺原理是__________、___________________________________。 设置热交换器的目的是_____________________________________________________。 为了提高SO2的转化率，可采用的措施是________(填序号)。

A.加入V2O5作催化剂

B.采用过量的SO2

C.低温

D.通入过量空气

(4)设备D的名称是________。采用浓硫酸而不用水或稀硫酸吸收SO3的原因是________________________________________________________________________。 答案 (1)4FeS2＋11O2=====2Fe2O3＋8SO2

(2)净化 杂质和矿尘都会使催化剂中毒，水蒸气对设备和生产也有不良影响

(3)2SO2＋O2 2SO3 热交换原理 逆流原理 反应放出的热量通过热交换器预热炉△

气、冷却生成的SO3，使反应进行的更加完全，同时节约能源 D

(4)吸收塔 吸收速率快，且不易形成酸雾

4.(2016·东阳高二期中)某氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：

催化剂高温

请依据上图，完成下列问题：

(1)在电解过程中，阳极上所发生反应的化学方程式为________________________________；与电源负极相连的电极附近，溶液pH值__________(填“不变”、“升高”或“下降”)。

(2)工业食盐含Ca2、Mg2等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为 ＋＋

________________________________________________________________________。

2(3)如果粗盐中SO24含量较高，必须添加钡试剂除去SO4，该钡试剂可以是______(填字母，－－

下同)。

a.Ba(OH)2b.Ba(NO3)2 c.BaCl2

(4)为有效除去Ca2、Mg2、SO24，加入试剂的合理顺序为________。 ＋＋－

a.先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂

b.先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3

c.先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3

(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过__________、冷却、__________(填写操作名称)除去NaCl。

(6)在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为________________________________________________________________________。 答案 (1)2Cl－2e===Cl2↑ 升高 －－

(2)Ca2＋CO23===CaCO3↓ ＋－

Mg2＋2OH===Mg(OH)2↓ ＋－

(3)ac (4)bc (5)蒸发 过滤

(6)NaCl＋H2O=====NaClO＋H2↑

5.(2016·韶关市高三1月测试)工业上可用软锰矿(主要成分是MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工艺流程如下：

通电

回答下列问题：

(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出率，可以采取的措施有(写一条)_____________________。

(2)除铁工序中，在加入石灰调节溶液的pH前，加入适量的软锰矿，其作用是(用离子方程式表示)________________________________________________________________________。

(3)沉锰工序中，298K、c(Mn2)为1.05mol·L＋－1时，实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间的关系如下图所示。根据图中信息得出的结论是

________________________________________________________________________。

(4)从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作依次是________、洗涤、________。

(5)副产品A的化学式是_______________________________________________________。 答案 (1)搅拌、适当升高温度、研磨矿石、适当提高稀硫酸的浓度

(2)MnO2＋2Fe2＋4H===2Fe3＋Mn2＋2H2O ＋＋＋＋

(3)pH等于7.0时反应速率最快，且MnCO3的产率最高

(4)过滤 干燥

(5)(NH4)2SO4

解析 (1)提高浸取率的措施可以是搅拌、适当升高温度、研磨矿石、适当增大酸的浓度等。

(2)主要成分是FeS2的黄铁矿在与软锰矿酸浸过程中可能产生亚铁离子，因此流程第二步除铁环节的铁应该转化成铁离子才能更好除去，所以需要加入氧化剂软锰矿使残余的Fe2转化为＋Fe3，离子方程式为MnO2＋2Fe2＋4H===2Fe3＋Mn2＋2H2O，再加入石灰调节pH使Fe3＋＋＋＋＋

＋完全沉淀。

(3)从沉锰的图像可以看出，在已给的几个pH值条件下，pH越大得到的MnCO3的产率越高，且需要的时间越短，且在pH＝7时，有更好的效果，因此结论是pH等于7.0时反应速率最快，且MnCO3的产率最高。

(4)从沉锰工序中得到纯净MnCO3，只需将析出的MnCO3过滤、洗涤、干燥即可。

(5)滤液中还有大量的铵根离子和硫酸根离子没有反应，因此可以制得的副产品为(NH4)2SO4。